试论煤矿快速掘进技术对策

试论煤矿快速掘进技术对策

朱磊

大中矿业股份有限公司  内蒙古包头市  014010

摘要：时代的进步，科技的发展，使得我国各行业发展迅速，我国对于能源的需求与日俱增。改革开放以来，随着国内科学技术和经济的快速发展，煤矿开采技术及开采机电设备也在不断优化改进，极大地提升了煤矿的生产效率。目前，中国对煤炭资源非常依赖，国家对煤炭开采的要求也越来越高，开采技术和采煤工艺也在不断发展。尽管近年来煤炭开采技术得到了很大的提升，但自动化技术的水平相比于国外仍较为落后。

关键词：煤矿；快速掘进技术；对策

引言

我国整体经济建设发展至今，已经取得了非常不错的成就，为我国基础建设的不断完善贡献力量。我国的煤炭资源分布非常广泛，而且不同区域的煤炭资源储量地质条件等都有很大差别。同时随着开采深度的不断加大，对开采技术的要求也越来越高。当前若想更高效地进行煤炭开采，就必须充分利用各种先进技术，因此煤炭企业在这样的背景下应明确综合机械化快速掘进技术，以及这项技术的应用要点，从而促进井下开采效率和安全性的共同提升。

1煤矿快速掘进存在的问题分析

1.巷道支护技术不足，尽管近几年来采煤技术在不断发展，巷道掘进支护方面也引入了一系列的新型技术，但这些技术都存在一些弊端。就现在已经普遍应用的锚喷技术来说，工作速度慢、支护效果差是其应用中难以解决的问题，对掘进效率以及施工安全造成了很大的影响。2.爆破技术较差，除了装备水平低、支护技术差之外，爆破技术差也是中国目前巷道掘进技术的一块短板。执行爆破作业的相关企业管理较差，制定的方案不合理，不仅会导致资源的浪费，而且对地质结构也会产生一定的破坏作用，结果不尽如人意。

2煤矿快速掘进技术对策

2.1掘进工作面运输系统5G网络功能

1.各类感知设备接入。为保证掘进工作面运输顺利进行，需要安装大量传感器，这些传感器因出自不同厂家、采用不同技术而难以互联互通。矿用5G网络及5G通信模组、5GCPE的应用，可为各类传感设备提供高可靠、低时延、广接入的通信平台，原有传感器中可方便地加入5G通信模组或利用5GCPE进行路由转接。5GCPE支持5G、WiFi、以太网及RS485/CAN等协议或接口，可方便地进行各种协议转换。将各类传感设备统一接入5G通信平台，使得各类信息能在设备间互联互通并加以综合利用，对掘进工作面运输系统智能化发展具有促进作用。2.高清视频监控。借助5G大带宽、低时延的特性，可实现掘进工作面运输系统各环节的高清视频监控。通常在掘锚一体机前端安装2台红外热像仪，实现截割断面轮廓监视；在掘锚一体机前后部各安装1台全景摄像仪，实现对掘锚一体机的整体监控；在锚杆钻车上安装2台全景摄像仪，实现对锚杆钻车前后及钻臂的视频监控；在刮板输送机、转载机和刚性输送带的搭接处各安装1台高清摄像仪，实现对转载点的视频监控。

2.2快速掘进工作面泡沫降尘技术

1.快速掘进工作面采用掘锚一体机进行截割作业，横轴式全宽滚筒一次截割成巷，截割功率大、断面成形快、粉尘浓度高，90％以上的粉尘来源于截割环节，因此了解截割产尘机理，从源头抑制和沉降截割环节产尘是掘进工作面粉尘治理的重点；2.根据应用场景和装备工艺特点，在分析泡沫降尘机理的基础上，设计了快速掘进工作面泡沫降尘系统，泡沫箱体安装在掘锚一体机上，并随机移动，泡沫喷头安装在截割装置附近，箱体内的发泡器制备的泡沫通过管路输送至喷嘴，利用喷嘴的扩散形成矩形泡沫射流场，实现对尘源的高效控制。

2.3提升爆破效果

巷道掘进前的爆破作业将会对掘进效率及质量产生一定的影响，相关部门应当加强对爆破工作的重视，尽量避免炮眼浪费的情况发生，因此，建议采取深孔洞爆破和多循环作业等方案。目前巷道掘进爆破工作使用较多的技术是风钻钻眼技术，其是设置多台风钻到每一个巷道掘进的位置，钻眼的深度保持在2.1m左右，钻眼的具体位置需要通过中位线的测量再确定。在爆破工作中，相关的管理人员应该承担起相应的责任，必须责任到个人。同时在爆破过程中，应当根据具体情况对钻眼的炸药量进行实时调整，煤层的厚度以及岩石的硬度对这方面的影响较大。

2.4现代化监测技术的应用

在煤矿综合机械化快速掘进当中，现代化监测技术具有非常重要的作用，这是因为综合机械化快速掘进技术整合了多种设备，而且在现代技术的推动下极大提升了自动化水平。减少了对人力的依赖。并且在设备自动化运行的同时，也可以通过传感器、定位装置等对设备实施有效监测。比如可监测设备的运行情况，对设备是否存在故障等实时诊断。实际监测过程中，可以通过监测查看设备当前的截面尺寸以及推进方向，然后对照监测结果合理设计标准，接下来就可以判断设备的运行状态是否正常。另外，由于各类型企业设备长时间在井下恶劣环境中运行，而且设备运行过程中还可能因为各种原因导致磨损，对于这种情况，需要通过实时在线监测查看设备是否存在故障，或者通过传感器及时获取当前设备的震动情况，从而保障设备能够正常运行。通过定位装置能够通过实时查看设备当前的具体位置，其利用的是井下布置的在线监测系统，可令系统获取设备位置信息，然后再传输给后台，接下来后台就可以获知设备的具体位置。

2.5煤巷锚杆支护快速掘进技术

在煤矿作业过程中，掌握快速掘进技术有利于在煤矿长期开采以及运营方面建立积极优势，同时可进一步提高整体煤矿的开采效率。在使用此项技术时，作业人员需借助现代化掘进设备和开采方案，对掘进完毕的煤矿巷道加装对应的支护构件，并围绕支护构件架设对应的运输、供水和通风等辅助设备零件。锚杆支护的技术优势主要源自于以下几类型理论：第一，组合梁理论。这一理论主要优势在于针对较薄岩层进行组合连接，从而构成完整的梁结构，以此提高巷道的整体稳定性，进而避免出现岩层脱落问题。第二，组合拱理论。这一理论主要针对拱形巷道进行支护效果，通过调整支护锚杆的排列间距，即可在锚杆间形成具有一定承载能力的承压体，从而对顶部拱形巷道的破碎岩体形成较好的支护效果。第三，水平应力理论。该理论证明了巷道中不同方向的应力数值相差较大，一般情况下，水平应力高于垂直应力，因而在实际支护方案的构建过程中，应重点针对水平应力制定对应的支护方案，以此保证支护效果。

2.6优化管理体系，保证机械化工艺的提高

在矿井巷道的机械化挖掘工作中，与人工作业的结合是至关重要的，更要求企业内的智能化机械设备必须被有效使用，才能照常工作。与此同时，对设备的维修与养护等工作进行安排，在机械设备上不工作的空闲时间进行，避免因为机械设备维护保养的原因耽误了整体的开采工期。针对具体的矿井企业生产能力水平和实际状况，通过实施科学化奖惩制度的建立，以期优化公司内部的生产责任管理体系以及机械合理化使用机制等，从而在整体矿井巷道的机械开采过程管理工作中，可以做到有理可依、有章可循，从而在健全企业管理制度的同时，更大幅度的提高了整体的机械掘进过程管理工作的效能。

结语

综上所述，煤矿快速掘进对后期煤矿的实际开采起着至关重要的作用，不断加大技术研发方面的人员与资金投入，实现技术创新，以便有效提高煤矿快速掘进的速率。

参考文献

[1]齐首靖.复杂地质条件下的煤巷掘进技术优化研究[J].自动化应用，2019(11)：33-35.

[2]贾振斌.连采机机械化快速掘进在大断面煤巷中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2020(1)：22-24.

[3]崔林柱.煤巷掘进施工组织优化效果评价指标体系研究[J].山西焦煤科技，2017(11)：25-27.